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notas de clases del Ing Jime proaño clase de obras hidraulicas 2, Universidad Agraria del Ecuador

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diseño de pequeñas presas 2 diseño de pequeñas presas 2 Presentation Transcript

  • DISEÑO DE PEQUEÑAS PRESAS CURSO DE OBRAS HIDRAULICAS II Ing. Jaime Proaño S. M.Sc.
  • CUENCA DE APORTACIÓN También llamada área de drenaje, o, simplemente, una cuenca de un río, la zona o región donde descargan las aguas de lluvias, o son drenadas hasta la sección del curso de agua.
  • • Las aguas superficiales procedentes de cualquier punto de la zona delimitada por la cuenca (línea que sigue las elevaciones más altas de los terrenos circundantes de las montañas, colinas, etc) pasa fuera de la cuenca definido por la sección a través del punto más bajo del divisor, que lleva también, inevitablemente, la principal cuenca fluvial
  • • El área de la cuenca se puede obtener por medio de una carta topográfic del IGM (Figura 5.1), o mediante fotografías aéreas de la zona de estudio, o por medio del levantamiento directo (planimétrico) el perímetro de la cuenca. La delimitación de la zona de la cuenca se realiza sobre la base de la planta (levantamiento plani-altimetrico) la línea que sigue a los divisores de agua, adyacente al curso de agua, desde su nacimiento hasta el punto elegido para la construcción de la presa, a seguir, se determina el área de la misma.
  • Además de la zona de la cuenca de aporte es crucial para el estudio de sus características, cuanto mas detallada sea mayor será el margen de seguridad proporcionada para el proyecto. La caracterización se realiza mediante el conocimiento de elementos físicos y climatológicos: perímetro, relieve (altitud y la pendiente), la forma, la red de drenaje (caracterización de los regímenes de los cuerpos de agua), suelo, humedad del suelo, la vegetación, formación geológica, evapotranspiración, la precipitación, las características térmicas, ubicación, etc.
  • • El estudio de la cuenca hidrológica la aportación, además de proporcionar el caudal máximo de flujo (utilizado en el diseño del extravasor), para estimar la producción del área hídrica (dimensionamiento del reservorio de acumulación). • El conocimiento de la producción hídrica de una cuenca y el caudal máximo, puede ocurrir en un plazo determinado (tiempo hasta la recurrencia), son de suma importancia en el diseño y construcción de presas
  • La producción hídrica de la cuenca con la demanda de agua permitirá el logro del equilibrio hídrico y, en consecuencia, la determinación del volumen mínimo de la reserva ya, que el conocimiento del caudal máximo de la corriente permitirá el diseño de las obras de la presa de seguridad (extravasor y sumideros de energía) a fin de que el caudal de diseño no haga ningún tipo de daño a la presa.
  • • Antes de los estudios y cálculos de flujo máximo y el balance hídrico se discuten temas relacionados con la estimación del tiempo de concentración y de la intensidad de precipitación
  • Figura 5.1.- Carta topográfica
  • 5.1 Tiempo de Concentración • Para pequeñas cuencas el tiempo de concentración se define como el tiempo requerido para que todos los puntos de la cuenca contribuyan a la escorrentía y después de lo cual se mantiene constante, mientras la lluvia se mantiene constante. • El tiempo de concentración se puede obtener por diversas fórmulas que tomen en cuenta las características físicas de la cuenca Es el diseñador que puede elegir el mejor método de cálculo para cada caso.
  • • Entre las distintas ecuaciones y los métodos para calcular el tiempo de concentración incluyen: Kirpich, Ven Te Chow, el método de la onda cinemática, SCS, y la ecuación Giandotti encontrados en la (Tabla 5.1) a continuación.
  • Tabla 5.1.- Ecuaciones para estimar el tiempo de concentración.
  • En donde: • tc= tiempo de concentración, minutos. • L= longitud del cauce, km • H = diferencia entre las cotas superiores e inferiores (de salida) de la cuenca, m; So = pendiente media del cauce, m m -1 • n = coeficiente de rugosidad de Manning, m s -1/3 S = pendiente de la superficie, m m-1; • I = intensidad de la lluvia, mm h-1 • D = distancia recorrida en el tramo considerado, km; • V = velocidad media en el tramo considerado, m s-1 (Cuadros5.2 y 5.3); • CN = curva número; • A = superficie de la cuenca, ha: • HM = diferencia entre las cotas medias y la más baja (salida) de la cuenca. m.
  • • La resolución de la ecuación de onda cinemática está dado por el proceso iterativo, ya que el "tc" depende de "i" y este a su vez, depende de "tc" (ecuación IDF - la intensidad, duración y frecuencia), teniendo en cuenta la duración de la precipitación (t) igual a la "tc"
  • • La fórmula se basa en el hecho de que el tiempo de concentración es la suma de los tiempos de tránsito de las distintas partes que componen la longitud de la vaguada. En la parte superior de las cuencas, que domina el flujo en la superficie o en los canales bien definidos, la velocidad se puede estimar por medio de los cuadros 5.2 y 5.3. En canales bien definidos se debe utilizar la fórmula de Manning.
  • Tabla 5.2.- Velocidades medias en función del tipo de cobertura, en m/s
  • • Tabla 5.3. La velocidad del flujo (V) en m3/s, dependiendo de la pendiente (S), en porcentaje, y el tipo de cobertura.
  • El CN (curva numero del escurrimiento superficial), depende del uso y manejo de la tierra, tipo de suelo, humedad del suelo y las condiciones hidrológicas; refleja la cantidad de la escorrentía, es decir, cuanto mayor sea el valor de CN mayor es la cantidad de la escorrentía superficie de una determinada precipitación esperada directa. Los tipos y características de los suelos por este método se consideran, según Tucci (2001):
  • a) Suelo A: suelos con escasa capacidad de producción de la escorrentía, con alta infiltración Ejemplos típicos de los suelos arenosos profundos con poco limo y arcilla b) Suelo B: Suelos con baja permeabilidad de la clase anterior, siendo suelos arenosos menos profundos que los del tipo A.
  • • c) Suelo C son los que producen escurrimiento superficial por encima del promedio y la capacidad de infiltración por debajo de la misma. Por lo general son el tipo francoarcilloso y poco profundo. d) Suelo D: suelos que contienen arcillas expansivas, con la menor capacidad de infiltración y mayores condiciones de flujo • En las tablas de 5,4 a 5,7 presentan valores para CN, teniendo en cuenta las diferentes situaciones
  • Uso del Suelo Barbecho Tratamiento Hileras rectas Hileras rectas Condición Hidrológica A 77 Tipo de Suelo B C 86 91 81 88 91 85 89 D 94 Tabla 5.4 Valores de CN para cuencas de uso agrícola para condiciones de humedades de antecedente AMC II (próximo a capacidad de campo) Con curvas de nível Con curvas de nível y terrazas Pastos para pastoreo Con curvas de nível Bosques Buenas 65 75 82 86 Malas 66 74 80 82 Buenas 62 71 78 81 Malas 65 76 84 88 63 75 83 87 Malas 63 74 82 85 Buenas 61 73 81 84 Malas 61 72 79 82 59 70 78 81 Malas 66 77 85 89 58 72 81 85 Malas 64 75 83 85 Buenas 55 69 78 83 Malas 63 73 80 83 Buenas 51 67 76 80 68 79 86 89 Regulares Hileras rectas 88 Malas Con curvas de nível y terrazas 84 49 69 79 84 39 61 74 80 Malas 47 67 81 88 Regulares 25 59 75 83 Buenas Leguminosas en hileras estrechas Con curvas de nível 79 Buenas Cultivo en hileras estrechas 70 Buenas Hileras rectas Malas Buenas Con curvas de nível y terrazas 67 Buenas Con curvas de nível 72 Buenas Cultivo en hileras Malas 06 35 70 79 Malas Regulares Buenas 45 36 25 66 60 55 77 73 70 83 79 77 78
  • Tabla 5.5.- Valores de CN para cuencas de ocupación urbanas para condiciones de húmedad previa AMC II
  • • Tabla 5.6 - Clases de humedad previa del suelo conforme a la lluvia que se produjo en los cinco días de lluvia en el período crítico decrecimiento de los cultivos
  • Tabla 5.7 -Corrección de CN para las condiciones iniciales diferentes del contenido medio de humedad (AMC)
  • 5.2 La intensidad de la precipitación • Es la cantidad de lluvia que cae por unidad de tiempo Está relacionada con el tamaño de la cuenca: una lluvia de alta intensidad se produce en pequeñas áreas y tiene corta duración, las lluvias que cubren extensas áreas tienen grande duración y son de bajas intensidades
  • • La intensidad de la precipitación es proporcionado por un pluviógrafo que registra la altura de las precipitaciones, en función del tiempo, A partir de una serie de valores y, mediante el proceso estadístico, se puede estimar el valor de la intensidad de las lluvias probable que se produzca dentro de un tiempo (frecuencia) y por un tiempo determinado, estas cantidades (intensidad, duración y frecuencia) pueden estar relacionados por una ecuación:
  • En que, • i = intensidad de la precipitación, mm/h • T = tiempo de retorno, años; • t = tiempo de duración de las precipitaciones, minutos; • k, a, b, c = parámetros de la ecuación.
  • • El tiempo de retorno (T) o el período de recurrencia de un evento determinado es el tiempo promedio en los años que este evento es igualado o superado al menos una vez. • La utilización de un tiempo de retorno para un evento, tales como el caudal máximo para el diseño hidráulico de una obra depende de algunos factores tales como: vida útil de la obra, el tipo de estructura, facilidad de reparación y ampliación, el riesgo de pérdida vida.
  • • En el diseño de estructuras hidráulicas es necesario conocer la lluvia del proyecto, y esto se basa en criterios económicos que, normalmente, hay que tener en cuenta un tiempo de respuesta de 5 a 10 años para proyectos agrícolas de drenaje superficial.
  • • Euclides (1987) sugiere un tiempo de retorno de diez años para proyectos de drenaje agrícola, en la que los efectos de las inundaciones no causan mucho daño. • Sin embargo, en el caso de presas de tierra, donde su ruptura puede causar enormes pérdidas, el tiempo de respuesta debe ser mucho mayor.
  • • Por lo general, t es igual al tiempo de concentración de la cuenca, asociado a un tiempo de retorno, según la definición anterior, y se estima así, el diseño de la lluvia que se aplicará para el cálculo de una obra hidráulica específica.
  • 5.3.- Estimación de la Producción hídrica de una Cuenca • Es de fundamental importancia, especialmente en el caso de construcción de las presas, conocer el caudal que se produce en la cuenca. • En el caso de reservorios medianos o grandes, la producción de agua se puede obtener durante un determinado período de series históricas, que a su vez, son normalmente obtenidas las curvas de los principales cursos de agua.
  • • Para cuencas pequeñas, no se tienen datos de caudales, y si existen las cantidades son pequeñas y no constituye aún una serie histórica. • En la mayoría de los casos, la construcción de pequeñas presas de captación consiste en pequeñas áreas para las que no existe un registro del flujo. •
  • • En estos casos se emplea la traslación de datos a partir del conocimiento de la producción hídrica de cuencas vecinas, consideradas homogéneas, o para cuencas de mayor tamaño, para lo cual tenemos registros, que se incluye en el área de estudio.
  • • Es común y más sencillo en estos casos, la traslación de los datos que pertenece a la zona de estudio de la cuenca. Para esto, obtener el caudal específico, o el caudal por unidad de área, y de esto, el caudal en la cuenca estudiada, durante un tiempo determinado:
  • • DONDE: • Qe = Caudal especifico, L s-1 km2; • Abm = superficie de la cuenca más grande, km2; • QBm = caudal promedio más alto de la cuenca para un mes determinado, L s-1; • QB = caudal de la cuenca en estudio, L s1; • AB = área de la cuenca en estudio, km2
  • Estimación del caudal del Proyecto • El caudal máximo o caudal de diseño es un hecho de importancia crucial, porque determina la magnitud de la obra. • La metodología para su cálculo depende de la cantidad y la calidad de la información hidrológica. • Entre los varios métodos para estimar el caudal máximo aquellos que utilizan datos de precipitación tienen un uso más generalizado debido a la facilidad de uso y también por falta de datos para los métodos de otro uso.
  • • Varias ecuaciones se ajustaron a las distintas regiones del planeta, y el uso de estas debe limitarse a los sitios en los que se han ajustado. • Sin embargo, las ecuaciones son ampliamente utilizadas, debido principalmente a la falta de datos locales disponibles para su uso por otros métodos. • La elección de una cierta ecuación para estimar el flujo máximo debe ser precedida de un análisis para verificar una posible similitud con las de las condiciones locales que han sido ajustados
  • • Entre los varios métodos para estimar el flujo máximo son: Método Racional, Método Racional Modificado BurkleZiegler,MacMath y el método del hidrograma unitario triangular.
  • • Donde: • Q = caudal máximo de escurrimiento, superficial m3 s -1; • C = coeficiente de escorrentía, sin dimensiones (Tablas 5.10 y 5.11); • i = intensidad media máxima de precipitación, mm/h; • S = pendiente media, m /m; • A = área de la cuenca de drenaje, • ᵠ = coeficiente de retardo (0,278 - 0.0000034.A); • CMM = coeficiente de escorrentía de McMath (Tabla 5.12).
  • Tabla 5.10 - Valores del coeficiente (C) de escorrentía (Génova,2001)
  • Tabla 5.11.- Valores de coeficientes de escurrimiento superficial (C)
  • Tabla 5.12 - Coeficientes de escurrimiento superficial para la ecuación de McMath.
  • • El método del hidrograma unitario triangular o hidrograma sintético del SCS (Soil Conservation Service) es un artificio para el cálculo de los eventos extremos, especialmente indicado para las cuencas con áreas de menos de 2.600 km2 (260.000ha), que no disponen de datos, y que el caudal máximo se debe principalmente a la escorrentía de la lluvia natural.
  • • A través del hidrograma puede conocer el volumen de agua que fluye sobre la superficie en un momento dado. Esto es posible debido al hecho de que el hidrograma es un gráfico que relaciona el caudal con el tiempo. • Una fórmula propuesta por el Servicio de Conservación de Suelos, ofrece un hidrograma unitario sintético que tiene una forma triangular y una inclinación tal que el área de la gráfica corresponden al volumen de agua que fluye sobre la superficie de la cuenca (escorrentía) causada por una unidad de precipitación
  • • Figura 5.2.- Hidrograma Unitario Triangular (HUT)
  • • La determinación del caudal pico unitario se hace por el conocimiento de las variables y sus relaciones
  • En donde, tc = tiempo de concentración de la cuenca, horas; tp = tiempo de retraso o el tiempo transcurrido entre el centro de gravedad de la lluvia hasta que el pico de HTU, horas ta = tiempo de subida de HTU, las horas, tb = Tiempo base o la duración de HTU, horas. qp = Caudal máximo o pico de HTU,m3/s D = duración de la unidad de las lluvias, horas, A = área de cuenca, km2 Pu = Precipitación unitaria (1 mm)
  • • Las precipitaciones se mide típicamente en un momento determinado (punto medido puntual ) Para considerar que se distribuye uniformemente a lo largo de la cuenca, deben llevar a cabo una corrección de la precipitación total (de la lluvia), por las condiciones en Brasil, usando la expresión:
  • • • • • P = Lluvia distribuida, mm; P0 = lluvia puntual, mm; A = área de la cuenca en estudio, km2; A0 = área de la cuenca en km2 para lo cual P = P0
  • • Otro factor importante a considerar en el cálculo de la escorrentía es la retención de agua en el suelo Esto, a su vez, depende de la capacidad de infiltración de la capa de suelo vegetal, y el tipo de ocupación de la cuenca La retención de agua por el suelo se puede expresar por la ecuación:
  • En que S = potencial de retención de suelo, mm CN = número de curva (varía según el tipo de suelo, la vegetación, y la ocupación –Tablas 5.4 a 5.7). Otro factor responsable para el escurrimiento superficial es la precipitación efectiva el cual puede ser así definida.
  • • Donde: • Pe=Precipitación efectiva mm • A partir de la determinación de la precipitación efectiva Pe= se estima el caudal del proyecto final por la siguiente ecuación. •
  • 5.5 Ejercicios resueltos • 1) Para estimar el caudal máximo esperado (T = 50 años), que se produzca en la salida de una zona de captación con las siguientes características: • Ubicación: Lavras - MG: • Area: 340 ha, • Cauce principal: 2050 m y pendiente media de 2,8% • Diferencia de nivel entre el punto más alto y la salida de la cuenca: 46 m • Vegetación: pastizales 47% , cultivos permanentes, 7% granos y bosques del 12%, y cultivos anuales 34%
  • • Toda la superficie recibe las prácticas de conservación tales como la siembra y la construcción de terrazas a nivel. El suelo de la cuenca se compone básicamente de un suelo arcillo-arenosa, bien estructurado, que ofrece buenas condiciones para la infiltración.
  • • Solución: • Estimar el tiempo de concentración por la ecuación SCS Lag, y teniendo en cuenta CN = 70 (las descripciones presentadas las características de la cuenca), tenemos:
  • • Sustituyendo los valores. • Considerando a IDF para Lavras se tiene:
  • • Sustituyendo los valores se tiene: La estimación del caudal se puede hacer utilizando una de las ecuaciones disponibles:
  • • RACIONAL • El valor de C (ponderado) se obtiene de la tabla, teniendo en cuenta el tipo de vegetación, la pendiente y el suelo. En este caso, tenemos:
  • • El valor ponderado de C es 0.38 • Sustituyendo en la ecuación se tiene
  • • RACIONAL MODIFICADO • • • • En que: ϕ= coeficiente de corrección (ϕ = 0.278 – 0.00034 x S donde S= área de la cuenca en Km2 Para un área de 340 ha ( 3.4 km2) el coeficiente de corrección es = 0.278 – 0.00034 x 3.4 =0,28
  • • Substituyendo en la ecuación se tiene:
  • • BURKLI- ZIEGLER Sustituyendo los valores. Se tiene:
  • • MCMATH Teniendo en cuenta la capacidad de infiltración del suelo con una buena, ligeramente ondulada topografía, el coeficiente de CMM ponderado y dado por:
  • • El valor ponderado de CMM es 0.29 • Sustituyendo lo valores • Se tiene:
  • • 2) Para calcular el caudal máximo esperado (T = 50 años), con los mismos datos anteriores utilizando el método del hidrograma unitario sintético. • Solución: Utilizando el tiempo de concentración (116 min o 1.93 h), el método de hidrograma unitario, la duración de la lluvia debe estar en el rango
  • • Adoptando D= 0.25 tc, se tiene: Tiempo de retardamiento de la cuenca (tp) • tp= 0.6 tc • Sustituyendo • Tp= 0.6, 1.93 = 1.16 horas.
  • • Tiempo de subida(ta) del hidrograma unitario. • Tiempo base (tb) • tb= 2.67.ta sustituyendo tb= 2.67x 1.4 =3.7 horas • Caudal máximo (pico de hidrograma unitario)
  • • O sea:
  • • Intensidad de precipitación • En que t= duración de la lluvia (D= 0.48 h = 28.8 minutos) • Sustituyendo se tiene: • La precipitación total será: 128.8 m h –h x 0.48 h = 61.8 mm
  • • Precipitación distribuida (P) • La transformación de la lluvia puntual y distribuida fue hecha con una aplicación de la ecuación. • Sustituyendo
  • Potencial de retención de agua por el suelo (S) Precipitación efectiva (Pe)
  • • Sustituyendo • Caudal máximo considerado para el dimensionamiento del extravasor
  • 6.- RESERVORIO 6.1 Balance Hídrico • La construcción de una albarrada sobre un manantial depende de la aprobación por cada uno de los organismos estatales del medio ambiente, el proyecto que contiene, entre otros requisitos ,plan de desarrollo, la prestación de especial diseño de la presa (incluyendo el diseño del lago), la dimensión de la relación / área / volumen y los volúmenes de excavaciones y rellenos.
  • Los estudios hidrológicos utilizados para el diseño de la estructura de la obra y el caudal regulado aguas abajo para el proyecto, el diseño de dispositivos para extravasar de tal manera que garantice el flujo residual exigido por los organismos ambientales. • El caudal restante de por lo menos el 70% de Q710), y la presentación del mapa geográfico de la subcuenca, indicando los puntos de ubicación de la presa o embalse, incluyendo la red de drenaje, carreteras, ciudades, distritos, ciudades, origen y escala de la carta.
  • • Cuando el caudal excede el caudal demandado otorgado (30% de Q7-10) se convierte en esencial para construir una represa para acumular el flujo de excedentes para su uso en tiempos de escasez, y también asegurar un caudal mínimo (70% de las Q 7-10) aguas abajo, a lo largo del año.
  • • "Cuando el curso de agua es regulada por el interesado o por otros usuarios, el límite de otorgamientpo podrá superar al 30% (treinta por ciento) del caudal específico Q7-10 , aprovechando el potencial de regularización o de perpetuación, ya que se garantiza un mínimo de residuos aguas abajo del flujo, equivalente al 70% (setenta por ciento) de Q7-10 "
  • • El diseño de los reservorios de almacenamiento se basa en el volumen mínimo de agua necesario para corregir cualquier defecto durante el período de mayor escasez. • Para ello, se emplea el balance hídrico. La capacidad mínima del depósito está dada por la diferencia entre la cantidad necesaria para satisfacer la demanda en un período determinado, y el volumen acumulado que llega al embalse durante el mismo período.
  • • El riego ha sido hoy una de las razones más frecuentes para la construcción de embalses. • La demanda de riego, en muchos casos, ha sido alto, superando el caudal máximo otorgado del manantial, dejando por lo tanto, la alternativa de construcción de presas para permitir el desarrollo del riego, y el caudal a ser regulado se convierte en: • Caudal de regulación (QR) = 70 % de Q 7-10 + ( Q irrigación – 30 % de Q 7-10 )
  • • Para el balance hídrico se debe obtener para la fuente en estudio, el mismo flujo (Q) y el volumen total (VTO) producido en cada período. • Del mismo modo, el cálculo del volumen a ser removido de la fuente en el mismo período (VRO) El déficit acumulado, es decir, la suma de las diferencias entre el volumen total a extraer (vRO) y el que derrama (VTU) se traducirá en un volumen mínimo (VA) necesarios para satisfacer las necesidades durante los períodos críticos
  • Tabla 6.1.- Balance hídrico de un manantial
  • 6.2 Almacenamiento y amortiguación del llenado • La construcción de una presa provoca cambios significativos en el hidrograma de un arroyo. Cuando una inundación llega al reservorio de una presa provoca la elevación de una altura "h" correspondiente a la carga en extravasor. Este aumento en el nivel del agua es el almacenamiento de un determinado volumen de agua en el embalse, y siendo restituido después de cierto tiempo, es decir, habrá un amortiguamiento para el reservorio. (Figura 6.1).
  • • Los embalses de las represas sirven, entonces, para mitigar los efectos de las inundaciones, evitando las inundaciones. • El hidrograma se puede representar en forma simplificada, por rectas ascendentes y descendentes, formando con la horizontal un triángulo. El área de este triángulo, a su vez, representa el volumen utilizado. Se trata de un hidrograma triangular (Figura 6.2)
  • • De acuerdo a los estudios de los hidrogramas distintos, se encontró que la base de este triángulo puede ser dado por 2,67 veces el tiempo de subida (tb = 2,67 Ta)
  • Figura 6.1.- Hidrograma de un curso de agua antes y después de la construcción del reservorio
  • 6.2.- Hidrograma triangular
  • • De acuerdo hidrograma triangular, o volumen total de escurrimiento será dado por: • O
  • • Considerando ta= tc Teniendo en cuenta la base del triángulo igual a tres veces la concentración (en lugar de 2,67) aumenta el valor estimado del volumen utilizado, lo que representa una mayor seguridad. El volumen que se genera se estima por:
  • • Teniendo en cuenta la entrada y salida de hidrogramas como un depósito de forma triangular, se tiene: • Figura 6.3 - Hidrogramas de entrada y salida de un reservorio
  • • El triángulo DABC representa el volumen que llega al embalse y DADE el volumen que sale del mismo reservorio, así que tenemos: • El tiempo total de escurrimiento del hidrograma de salida (Tbs) , no es difícil de determinar.
  • • Despreciando las pérdidas por evaporación e infiltración, el volumen de entrada y salida son iguales, es decir:
  • • Esta área representa el volumen almacenado o de amortiguación(VA). El área de del triangulo DADC representa la parte del volumen total que se drena (VK) durante el tiempo. V E= VA+VES
  • • El volumen de almacenamiento (VA) se obtiene por medio de la cota-volumen de la reserva, teniendo en cuenta que entre la cota de volumen almacenado en el nivel normal del reservorio (lleno) y la cota cuando el nivel del agua alcanza la carga máxima en extravasor (nivel máximo). • El volumen utilizado es dado por la diferencia: • VES = V E - VA
  • • Esto, a su vez, es representada por el área de la zona del Triángulo de AADC: • y el caudal máximo que deberá escurrir por el extravasor. • O sea
  • 6.3.- Ejercicios resueltos • 1) Un sistema de riego de pivote central de 60 hectáreas, está diseñado para aplicar una lámina diaria de 6 mm en 20 horas. El área de la cuenca de aportación es de 500 ha, y el valor del caudal promedio para cada mes individual, y también el caudal Q7,10 que se presentan a continuación. Comprobar la necesidad de construir una presa para almacenar agua y facilitar el riego, la determinación de la capacidad mínima del embalse:
  • Tabla 6.2- Caudal específico (l s km-2) Caudal de irrigación
  • • Caudal a ser garantizado por el reservorio (caudal regulado), o sea • Caudal de regulación • Entretanto el volumen diario demandado es dado por:
  • Tabla 6.3.- Balance hídrico
  • • 2) Determinar el caudal que deberá ser agotado por el extravasor de una presa, cuyo nivel normal es de 6 m, la carga hidráulica en el vertedero para drenar el caudal máximo debe ser de 1 m. • El caudal máximo de escurrimiento superficial para la cuenca en estudio fue estimada en 20 m3 s-1, para una concentración en el tiempo de dos horas.
  • • Tabla 6.4.- Relación cotas por volumen • Solución • Volumen total que entra en el reservorio
  • • El volumen que se almacena en el depósito está dada por la diferencia entre los volúmenes correspondientes a su nivel normal(cota 6 m) y el nivel máximo (6 + 1 = 7 m) Por las características topográficas del embalse, el volumen acumulado de las cotas es de 6 y 7 m
  • • El volumen drenado es dado por la diferencia; • El caudal máximo a ser drenado por el vertedero será: